Проблемы использования угля низкого качества и угля разного сорта хорошо известны. Но даже при сжигании сортовых углей по стандартной технологии недожог составляет 10–50% или горение происходит в зонах, где оно не влияет на КПД, например, в газоходах. Недогорание частиц топлива происходит в зонах бедных окислителем, поэтому идеальными условиями полного сгорания является выполнение стехиометрического соотношения окислителя и топлива в каждой точке потока.
В предлагаемой технологии интенсивного сжигания топлива для исключения недожога, а соответственно, резкого повышения экономичности используются: приготовление водоугольной суспензии, активация окислителя, гомогенизация топливной смеси её диспергированием, сжигание топлива в вихревом потоке в форкамерной горелке (предтопок) и дожигание в топке котла.
Созданная нами система машин и технологий для приготовления водоугольной суспензии (ВУС), её гомогенизации, распыления диспергирующими форсунками и сжигания её в топках вихревыми форкамерными горелками позволяет создавать универсальные и экономичные комплексы для отопительных котельных различной теплопроизводительности. Технология позволяет перевести на сжигание ВУС твёрдотопливные котельные любой конфигурации и использовать уголь практически любых исходных свойств: состава, марки, размера исходных частиц (кусков), так как ВУС состоит из трёх основных компонентов: угля, измельчённого до частиц размером порядка 10 мкм (60–65%), воды порядка 35–40% и стабилизирующей присадки до 1%.
По условиям горения и уровню выгорания ВУС существенно превосходит исходные угли: полнота выгорания возрастает до 99,5%, сжигание угля в виде ВУС позволяет практически предотвратить образование летучей золы, снизить содержание в выбросах в атмосферу окислов азота в 6–8 раз и на 50–70% уменьшить содержание оксидов серы. Учитывая, что ВУС является взрывопожаробезопасным топливом, а система приёмки, хранения и подачи на сжигание аналогична схеме, используемой для жидкого топлива, то очевидна целесообразность перевода на сжигание ВУС не только твёрдотопливных, но и котельных, работающих на жидком топливе, имея в виду при этом разницу в стоимости твёрдого и жидкого видов топлива.
Таким образом, очевидно, что использование ВУС имеет ряд важных энергетических и экологических преимуществ, а производство водоугольных суспензий изменяет традиционные представления об угле принципиально новыми возможностями его применения.
Основой высокой эффективности предлагаемой технологии комплексного энергетического использования твёрдого топлива и является созданная нами система технических средств нового поколения:
- система высокоэффективного дробильно–размольного оборудования для подготовки ВУС требуемого качества;
- вихревые энергопреобразователи–гомогенизаторы для смешения топлива и окислителя перед распылением — озонаторы и технология для активации окислителя — воды и воздуха;
- вихревая диспергирующая форсунка для устойчивого распыления топливной смеси переменной вязкости;
- форкамерная вихревая горелка (предтопок) для розжига, подсветки и сжигания ВУС;
- технологическая система глубокой переработки зол и шлаков.
Мы предлагаем создание и поставку оборудования и технологий нового поколения для производства, подготовки, распыления и сжигания ВУС с глубокой полнотой сгорания в энергетических котлах различного назначения и различной теплопроизводительности, а также оборудования для глубокой переработки шлаков и зол. Это оборудование позволяет:
- применять для сжигания в топке исходные угли различного сорта, качества и свойств;
- резко повысить экологические характеристики как производства, так и выбросов;
- экономить на каждой тонне сжигаемого угля.